復(fù)雜艙體零件加工工藝探討
1工件分析 艙體零件的材料為鑄造鋁件ZL114A,圓周和兩端端面分布 著多個半圓槽、沉孔、凸臺和異形槽等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的要素，其外 形尺寸為$390 mm X1 270 mm。尺寸大的零件比尺寸小而結(jié)構(gòu)緊 湊的更難控制加工精度。相對精度較高的要素分布在零件起連接作 用的兩端，比如左右端面0390。—0.2外圓相對$350。,57止口處基準 同軸度不大于0.1 mm,兩側(cè)$3 5 0 0—0.057止口外圓相互同軸度不 大于0.02 mm,止口外圓〇35 00—0.057相對左右兩側(cè)端面自身的垂直 度為0.01 mm,〇35 00—0.057止口外圓處端面的平面度為0.05 mm, 左右兩端止口處端面的平面度為0.1 mm。由文中所列數(shù)據(jù)可知，艙體零件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對制造精 度的要求很高，這些都是制約產(chǎn)品制造加工的因素。對于工藝 設(shè)計，要考慮工序集中的問題，減少多次裝夾產(chǎn)生的誤差；對 于精度高的要素，要分析其裝夾方式，防止裝夾變形。2工藝方案在研制、生產(chǎn)艙體零件的過程中，如何保證產(chǎn)品質(zhì)量，保 證制造、生產(chǎn)進度，節(jié)約成本是工藝制造技術(shù)面臨的一大課題， 對結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求高的零件更是如此。2.1確定加工工藝方案在零件上，比較精密的表面加工通常都是要經(jīng)過粗加工、 半精加工、精加工逐步形成精密加工的。對于這些表面，僅根 據(jù)質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的加工方法是不正確的，應(yīng)有效確認從毛 坯到最終成形的加工方案。在確定加工方案時，首先應(yīng)根據(jù)主 要表面的精度和粗糙度初步確定能夠達到這些要求的加工方 法。為了保證制造精度，特擬定了復(fù)雜艙體零件的加工工藝方 案，即劃線—粗銑基準—粗車外圓—鏜孔—粗銑圓周諸要素— 線切割—高低溫穩(wěn)定處理—精車基準—精車外圓—精銑圓周諸 要素—鉗工、攻絲—精車止口—檢驗。2.2根據(jù)設(shè)備情況設(shè)計加工方法在粗銑圓周外形輪廓工序中，先前的工藝設(shè)計需要在臥式 加工中心豎直裝夾，而r軸上下行程為800 mm,加工范圍超過 了行程范圍，加工過程不能一次連貫完成，需掉頭2次分段裝 夾。這樣做，勢必會出現(xiàn)接刀痕，而接刀痕的尺寸取決于零件 兩端定位孔和定位面的準確度。在粗銑基準工序中，受設(shè)備行 程的限制，兩側(cè)端面和內(nèi)圓定位粗基準被安排在大型普通鏜床 上完成。因為普通機床比精工機床的精度差，所以，兩側(cè)端面 的平行度和孔同軸度偏離較大，對粗銑圓周加工工序造成了一 定的影響。為了滿足零件圓周加工的要求，結(jié)合設(shè)備的加工行程特點， 可將粗銑圓周諸要素和精銑圓周諸要素工序都變更到帶有A軸 功能的GX1600立式加工中心上一次裝夾完成。裝夾時，可采用 精工分度頭和尾頂?shù)姆绞?。在此過程中，所用設(shè)備的規(guī)格如下：GX1600加工中心設(shè)備:X行程為1 600 mm, Y行程為700 mm,Z行程為650 mm。工作臺尺寸：1 700 mm X 700 mm。電腦精工分度盤:型號為MRNC-400,中心高度為255 mm, 中心孔的直徑為40 mm。從設(shè)備行程上觀察滿足艙體長度所需的加工行程，如果零 件要裝夾在A軸轉(zhuǎn)臺上，就要采取尾頂針一夾一頂?shù)姆绞?，?是，這樣附件和零件的長度加起來就超出了工作臺的長度。因 此，需要加裝2塊等高墊板延長工作臺面長度，以解決安裝長 度受限的問題。墊板是依靠螺栓固定在工作臺上的，安裝時略 伸出兩端工作臺面，在尾頂與精工轉(zhuǎn)臺之間留出可以安裝工件 和法蘭盤的位置。同時，將尾頂和精工轉(zhuǎn)臺置于2個平行等高 的墊板上，并將其固定，使兩者的中心高相同。采用這種改進方式，不僅減小了臥式加工中心上2次掉頭裝夾 產(chǎn)生的定位誤差，而且加工過程中并沒有出現(xiàn)接刀痕，同時，還縮 短了多次裝夾的輔助時間，降低了勞動強度，提高了生產(chǎn)效率。2.3杜絕裝夾變形，更改裝夾方式零件生產(chǎn)的關(guān)鍵在于精車止口工序。當零件被安排在 CAK6130斜床身的精工車床上時，一端用法蘭盤內(nèi)孔和端面定 位，端面使用兩短銷孔定向，形成了一面兩孔的定位方式；另 一端用尾座頂針頂住與零件內(nèi)孔相配合的堵頭。由定位原則可 知，一面兩銷屬于完全定位，而頂尖重復(fù)限制工件的自由度被 稱為"過定位"。過定位對工件的定位精度有直接的影響，一般 情況下，如果要消除過定位，尾座中心線和主軸中心線會因為 調(diào)整問題而發(fā)生一定的偏移，導(dǎo)致車削時軸向產(chǎn)生錐度。因此， 只有在工件的定位基準、夾具定位元件精度很高時，方可允許 過定位的存在。在加工過程中發(fā)現(xiàn)，工件兩端035 00—0057止口 的同軸度受其影響，出現(xiàn)了 0.4 mm的偏差，端面止口形位公差 超出了要求范圍，導(dǎo)致零件扭曲變形。鑒于上述情況，在改進工藝的過程中，將發(fā)蘭盤一端0330+0.05 孔作為基準定位，通過壓板裝夾從零件內(nèi)部扣住工件圓周的兩 側(cè)窗口邊。同時，要校準03900—02外圓，利用螺栓壓緊工件， 壓緊力要大于工件自重與切削力之和。裝夾導(dǎo)致尾頂一端的過 定位方式被消除，螺栓和壓板只起到了夾緊的作用，而遠離主 軸的一端處于相對自由的狀態(tài)。在加工過程中，兩端止口03500—005要一次性加工完成； 在切削過程中，要減少切削用量，降低切削力。經(jīng)過相關(guān)部門 工作人員的驗證，與尾頂裝夾效果相比，形位誤差明顯減小， 進一步提高了產(chǎn)品質(zhì)量。3結(jié)束語通過設(shè)計產(chǎn)品的加工工藝，結(jié)合分廠現(xiàn)有的加工條件，合 理改進工藝工裝和裝夾方式，解決了產(chǎn)品加工過程中遇到的難 題，提高了零件的形位公差，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。